40, Биогеохимические функции разных групп организмов
Основные трофические уровни, составляющие базу круговорота, обычно представлены конкретными видами продуцентов, консументов и редуцентов, которые различаются между собой по типу метаболизма и функциям. Пищевая специализация в общей форме выражена в подразделении всех живых организмов на автотрофов и гетеротрофов. Первые – это уровень продуцентов, вторые – консументов и редуцентов. Автотрофы, используя энергию Солнца (фотосинтетики) или химических связей (хемосинтетики) из углекислого газа, воды и минеральных элементов синтезируют основные классы органического вещества: углеводы, жиры (липиды), нуклеиновые кислоты, белки и др. Значение этих веществ для жизни организмов неоднозначно.
Организмы-гетеротрофы специализированы на использовании разного рода пищи. В зависимости от этого они подразделяются на фитофагов (травоядные животные) и зоофагов (хищники, паразиты). Потребители мертвых организмов подразделяются на некрофагов (питание трупами животных), копрофагов (питание экскрементами), сапрофитов (питание мертвыми растительными остатками) и детритофагов (полуразложившимися органическими веществами).
В различных таксонах органического мира соотношение форм по пищевой специализации может быть различным. Функция прокариот в биосфере заключается в вовлечении в круговорот элементов неживой среды. Другая их функция противоположна первой: возвращение неорганических веществ в окружающую среду путем минерализации органических соединений. Третья – концентрационная функция прокариот. Они извлекают из окружающей среды определенные элементы даже при очень низких их концентрациях. В продуктах их жизнедеятельности содержание железа, марганца, ванадия в сотни раз выше, чем в окружающей среде. Свойства и функции прокариот настолько разнообразны, что в принципе возможно существование экосистем только из них. Около 2 млрд. лет назад жизнь была представлена только ими. Они первыми заселяют не освоенные места.
Царство Грибы. Все грибы (миксомицеты и высшие) – гетеротрофы. По характеру питания большинство из них – паразиты или сапрофаги, но есть и хищные грибы (употребляющие мелких почвенных животных). Основная биосферная роль грибов – разложение мертвых органических веществ. Грибам принадлежит основная роль в процессе возврата зольных элементов в биологический круговорот. Некоторые грибы способны разлагать горные породы. Мицелий ряда видов грибов вступает в симбиотические связи с корневой системой высших растений, образуя микоризу (от греч. mykes – гриб; rhiza – корень). Семена некоторых орхидей не прорастают без микоризы.
Царство Растения. Содержит большое количество автотрофов-фотосинтетиков. Растения являются первичными продуцентами, способными высвобождать молекулярный кислород. Если в водной среде водоросли делят эту функцию с цианобактериями (фотосинтезирующие бактерии кислород не выделяют), то в наземных экосистемах продукция кислорода осуществляется только растениями. Среди высших растений известны гетеротрофы-паразиты (лианы) и даже хищники (росянка). Некоторые виды сочетают фотосинтез с гетеротрофным питанием, являясь таким образом миксотрофами.
Царство Животные. Как и грибы, животные – исключительно гетеротрофы. Их место в структуре биологического круговорота – это консументы I-го порядка (фитофаги) и выше (хищники, паразиты, сверхпаразиты). Основной их функцией является создание многообразия живого вещества, миграция его в пространстве и регуляция потоков вещества и энергии в системе круговорота. Сюда можно добавить средообразующую деятельность животных: фильтрационная функция многих гидробионтов, значение видов-концентраторов в создании органогенных осадочных пород, роль роющих животных в изменении структуры почвы, участие их в первых этапах разложения почвенной органики.